Le CERN projette un méga accélérateur de particules : l’avenir de la physique des particules en point de mire !

Le CERN projette un méga accélérateur de particules : l’avenir de la physique des particules en point de mire !

Le CERN, le laboratoire européen de recherche fondamentale en physique des particules, est optimiste quant à la planification d'un nouveau méga accélérateur de particules. La directrice générale Fabiola Gianotti souligne l'importance cruciale d'investir dans la science, surtout en période de conflit géopolitique. Compte tenu des défis actuels, elle estime qu’il est nécessaire de continuer à faire progresser la science à l’avenir afin d’acquérir de nouvelles connaissances sur le sujet. Un rapport récent du CERN contient une étude de faisabilité de plus de 1 200 pages qui présente un scénario solide pour le futur collisionneur circulaire (FCC) proposé. Des comités indépendants devraient également examiner ce rapport avant de prendre une décision finale sur la construction de l'installation en 2028. Le FCC, qui remplacera le Grand collisionneur de hadrons (LHC) dans les années 2040, sera plus de trois fois plus grand et sera installé dans un tunnel qui s'étendra entre Genève et la France à une profondeur moyenne de 200 mètres.

Le FCC est conçu comme un accélérateur de collision proton-proton qui atteindra une énergie de collision sans précédent, sept fois supérieure à celle du LHC. La première étape d’expansion comprend également un accélérateur de collision électron-positon, qui pourrait servir d’« usine à Higgs » pour étudier plus en détail le boson de Higgs. Malgré ces approches prometteuses, des voix critiques pointent la forte consommation énergétique de l’accélérateur prévu. Selon les rapports, cette consommation pourrait être équivalente à celle d'une ville de 700'000 habitants et donc supérieure à l'ensemble des besoins énergétiques du canton de Genève et ses 500'000 habitants.

Risques et défis

L'excavation du tunnel de 90 kilomètres de long générerait également une quantité importante de roches qui devraient être stockées. Ces défis contrastent avec les questions fondamentales auxquelles la physique des particules vise à répondre, comme la répartition de la matière et de l'énergie dans l'univers. La découverte du boson de Higgs en 2012 par le LHC a représenté une avancée significative et complété le Modèle standard de la physique des particules. Cependant, il reste des phénomènes inexpliqués, notamment la matière noire et l’énergie noire, qui posent des défis au modèle standard.

Le LHC, le plus grand accélérateur de particules au monde, mesure 27 km de long et coûte environ 3 milliards d'euros. Malgré ses succès, il recherche de nouvelles particules depuis 2010, mais sans succès jusqu'à présent. Les réactions contradictoires des experts reflètent les incertitudes qui pèsent sur l’avenir de la physique des particules. Certains scientifiques appellent à la patience, tandis que d’autres souhaitent construire de nouveaux accélérateurs plus grands comme le FCC. Des personnalités telles qu'Ingrid-Maria Gregor et Sabine Hossenfelder, deux voix éminentes dans le débat sur la physique des particules, ont des points de vue différents sur l'orientation de la recherche.

La perspective de la physique des particules

Hossenfelder a arrêté ses recherches en physique des particules et critique certains principes établis, notamment le concept de naturalité. Pour eux, l’avenir de la physique des particules est incertain, surtout au vu des résultats attendus du LHC. D'un autre côté, Gregor reste optimiste et voit un potentiel de découvertes futures au LHC. D'autres projets, comme l'International Linear Collider (ILC), également évoqué comme approche précise de l'étude des particules connues et dont le coût est estimé à 5 milliards d'euros, suscitent également de l'intérêt, même si leur financement est incertain.

Le développement de la physique des particules depuis les années 1960 montre que des scientifiques comme Joachim Mnich, directeur du CERN, s'efforcent de comprendre les éléments fondamentaux de la matière, malgré les obstacles et les incertitudes que comporte ce chemin. Les projets futurs, y compris la FCC, reflètent la volonté continue des scientifiques d'élargir les limites de la connaissance sur l'univers et de trouver des réponses aux questions fondamentales de la vie.

Le débat sur la physique des particules reste passionnant et continuera certainement à occuper une place centrale dans le débat scientifique à l’avenir. La perspective de nouvelles découvertes demeure, mais la patience et un examen critique des approches sont essentiels.

Petit journal Deutschlandfunk